ANÁLISE DA EXEQUIBILIDADE TÉCNICA DE BLOCOS DE CONCRETO

VAZADO COM RESÍDUOS DE VIDRO COMO AGREGADO ARTIFICIAL

C.C. QUEIROZ JR¹, E. V. BORJA²

¹Aluno do curso de Construção de Edifícios - DIACON, Bolsista PROPI - IFRN ² Professor do Departamento de Tecnologia de Construção Civil / IFRN

Av. Senador Salgado Filho, 1559, Tirol, CEP: 59015-000, Natal, RN E-mail: cleantocl@hotmail.com¹ e edilberto.borja@ifrn.edu.br²

RESUMO

O setor da construção civil é um dos ramos da indústria que mais gera

resíduos. Em contrapartida, também é o que mais reutiliza esses resíduos na

composição de novos produtos. Com o crescente número de pesquisas sobre a

utilização de materiais alternativos, objetivando dar uma destinação nobre a alguns

resíduos gerados dentro da própria construção civil, o vidro temperado tem se

apresentado como um desses resíduos por possuir forma granular e resistente, com

propriedades geralmente inertes e composição quimicamente compatível com a do

concreto. Neste tema, este trabalho tem como objetivo, avaliar a exequibilidade

técnica de blocos vazados de concreto com adição de vidro como agregado artificial.

Dentre os ensaios realizados até o presente momento, constatou-se resistência a

compressão compatível com a exigida por norma referente a blocos de concreto

vazado sem função estrutural, atingindo 4,7 MPa com 15% de adição de vidro em

relação a massa total, em substituição parcial ao agregado miúdo utilizado.

PALAVRAS – CHAVE: Vidro temperado, Bloco vazado, Resistência a compressão.

1. INTRODUÇÃO

Um dos principais agentes de degradação ambiental é o setor da construção

civil, isso se dá devido à grande emissão de agentes poluentes, além da extração de

recursos naturais para suprir as necessidades de produção (JOHN e AGOPYAN,

2003) (1). Dado este fato, o setor da construção civil acompanha o surgimento de

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novas técnicas e novos materiais, desenvolvendo-se de forma contínua ao longo dos

anos. César (2002) comenta que o conceito de alvenaria de vedação evoluiu ao

longo do tempo da história da humanidade em função dos materiais disponíveis no

meio em que o homem habita e também baseado nos seus recursos tecnológicos e

das suas necessidades.

Bender (1976) apud Camilo (2010) (2) afirma que a evolução dos sistemas de

vedação vertical, feita com componentes produzidos industrialmente, tem em um

primeiro momento a produção de tijolos cerâmicos maciços produzidos em olarias

artesanais e posteriormente, houve a produção de blocos vazados com

equipamentos mais complexos.

Com o crescente número de pesquisas sobre a utilização de materiais

alternativos como agregados do concreto, objetivando dar uma destinação nobre a

alguns resíduos gerados dentro da própria construção civil, o vidro temperado tem

se apresentado como um desses resíduos por possuir forma granular e resistente,

com propriedades geralmente inertes e composição quimicamente compatível com a

do concreto. Trabalhos de pesquisas demonstram a utilização do vidro em

compósitos cimentícios, como exemplo, a utilização do resíduo de vidro como

substituição de 7,5% e 15% de agregado de sílica em formulações típicas de telhas

de concreto com e sem adição de metacaulim, que em seus resultados, segundo

Cota (2013) (3) revelam que a substituição de 7,5% de partículas de vidro em

combinação com 7,5% de metacaulim, permite alcançar o desempenho equivalente

ao referencial de concreto pré-fabricado, ou seja, desenvolvendo assim um novo

produto, e ainda dando uma destinação nobre ao resíduo de vidro.

Outro exemplo do uso do vidro em compósitos cimentícios é o estudo do efeito

das fibras de vidro e polipropileno nas propriedades mecânicas do concreto,

realizado por Bonifácio e Godinho (2014) (4) o qual apresenta em seus resultados

que a adição das fibras de vidro aumentou a resistência à tração por compressão

diametral em 3,7%. Além disso, o estudo mostra que no ensaio de flexão em corpos

de prova prismáticos, a resistência do concreto com adição de fibra de vidro

aumentou 6,1% em relação ao traço de referência.

Com base nessas premissas, o estudo pretende verificar a exequibilidade

técnica de blocos vazados de concreto de alvenaria de vedação produzidos com

resíduos de vidro temperado como agregado artificial, em substituição parcial ao

agregado miúdo e graúdo, buscando benefícios econômicos por reduzir o uso de

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agregados naturais bem como benefícios ambientais por se tratar de uma ação

sustentável com a utilização de resíduo sólido.

2. MATERIAIS E MÉTODOS

O objetivo principal do presente estudo é analisar a viabilidade de blocos de

concreto com resíduos de vidro temperado na sua composição através das suas

propriedades mecânicas. A Figura 1 ilustra os materiais e procedimentos

experimentais adotados na pesquisa.

Figura 1. Fluxograma do programa experimental: materiais e procedimentos.

Caracterização dos Materiais

Granulometria Massa Unitária Massa Específica

Aquisição dos Materiais de Partida

Cimento CP-IV 32 RS

Areia média

Resíduo Vidro

Pó de Pedra

Pedrisco (6,3 mm)

Composição dos traços

Moldagem Blocos e CP`s

Absorção Res. Compressão Mod. Elas. Dinam.

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2.1 Materiais

Todos os materiais foram provenientes da região metropolitana de Natal/RN,

obtidos e armazenados em quantidades suficientes para todo o desenvolvimento

para a pesquisa.

2.1.1 CIMENTO

O cimento utilizado foi o Cimento Portland IV resistente a sulfato (CP IV 32-

RS), também denominado como cimento pozolânico devido ao teor de adição de

material pozolânico em sua composição, que gira em torno de 15 a 50%, a

caracterização do cimento usado, segundo fabricante, está disposta na Tabela 1.

Tabela 1. Caracterização do cimento CP IV 32-RS.

Massa específica 2820 kg/m³

Densidade 1400 kg/m³

Finura 0,54 %

2.1.2 PÓ DE PEDRA

Utilizou-se o pó de pedra objetivando aumentar a compacidade e resistência à

compressão, visto que este material possui granulometria bem menor que a brita,

diminuindo assim a quantidade de vazios.

2.1.3 VIDRO TEMPERADO

Foi utilizado o vidro temperado devido a sua segurança no manuseio, pois após

a fragmentação deste, o material não apresenta pontas afiadas (cortantes), evitando

acidentes no momento de peneiramento. O vidro foi obtido de doações dos

descartes de vidraçarias da cidade de Natal, no estado do Rio Grande do Norte.

2.1.4 PEDRISCO

A brita utilizada na confecção do concreto foi a brita denominada pedrisco com

diâmetro máximo característico de 6,3mm.

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2.2 Métodos

No intuito de alcançar os objetivos desta pesquisa houve, primeiramente, a

caracterização dos materiais utilizados, estabelecida por norma; logo após, iniciou-

se os estudos para determinação do traço de referência e, a partir desse, inserir o

vidro em determinadas proporções, em substituição parcial ao pó de pedra e parte

da brita utilizada, sendo essas proporções de 10% e 15%.

Para obtenção do vidro na granulometria desejada utilizou-se do equipamento

de ensaio de abrasão “los angeles”, que consiste em um cilindro giratório com

esferas de aço que realizam o processo de moagem do material, conforme Figura 2.

A granulometria do vidro foi dividida em quatro proporções de material,

compreendida entre as peneiras: #6,3mm, #4,75mm, #2,4mm, #1,2mm e #0,6mm.

Figura 2: Aparelho usado no ensaio de abrasão “los angeles”, e vidro fragmentado.

Foram moldados, para cada traço produzido, 06 (seis) corpos de prova (CP’s)

cilíndricos de 10 cm de diâmetro por 20 cm de altura e 03 (três) blocos vazados para

cada traço analisado. Os blocos moldados (figura 3), de dimensões 10 cm x 20 cm x

40 cm, em forma metálica (Figura 4), destinam-se a realização de ensaios de

caracterização e desempenho estabelecidos pela NBR – 12118:2013 (5). Segundo

essa norma, os ensaios exigidos para os blocos são o de resistência à compressão,

análise dimensional, absorção, área líquida e retração linear por secagem. Nos

corpos de prova (CP´s), além da resistência à compressão, houve também a

verificação da massa específica seca e aparente, além do módulo de elasticidade

dinâmico.

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Figura 3. Blocos desmoldados.

Figura 4. Fôrma metálica dos blocos.

2.2.1 Traços analisados

Os traços, após estudo realizado, ficaram dispostos conforme a tabela 2

abaixo, assim como as quantidades de materiais, que foram calculadas para

confecção de 6 cp’s cilíndricos (10 x 20 cm) e 3 blocos (fôrma 10 x 20 x 40 cm, de

acordo com a figura 3 acima).

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Tabela 2: Traços / quantidades de materiais.

Traços Qt. De Materiais (Kg)

Cim:areia:brita:p.pédra/vidro:água Cimento Areia Brita Pó de pedra

Vidro Água

T.U.M (TR) - 1:4:1,25:1,25:0,75 5,88 23,52 7,35 7,35 0 4,41

T.U.M (T10) - 1:4:1,68:0,82:0,75 5.88 23,52 9,87 0 4,82 4,41

T.U.M (T15) - 1:4:1,25:1,25:0,75 5,88 23,52 7,35 0 7,35 4,41

A substituição do pó de pedra pelo vidro foi total no caso do traço com 15% de

vidro em relação a massa total, visto que a quantidade de pó de pedra utilizada

correspondia a 15% da massa total. No traço com 10% não utilizou-se o pó de

pedra, a substituição, portanto, ocorreu diminuindo a quantidade de vidro do T15, e

compensando essa quantidade que foi reduzida na brita.

2.2.2 Ensaios realizados

Resistência à compressão

O ensaio de resistência a compressão para blocos de concreto vazado é

determinado pela NBR 12118:2013, que especifica o equipamento, e as demais

diretrizes para realização do ensaio. Diferente do ensaio de compressão em corpos

de prova, por ser vazado, no bloco de concreto faz-se necessário “capeamento”

(regularização das superfícies com pastas de cimento) nas duas faces que recebem

a aplicação da carga, que é aplicada nas faces sobre uma superfície plana. O

capeamento tem a finalidade de uniformizar as áreas de contato do bloco com os

pratos da prensa.

Módulo de Elasticidade Dinâmico

Este ensaio foi realizado conforme a norma NBR - 15630:2009 (6), que

consiste em determinar a rigidez de um material através de aparelho de ultrassom.

O ensaio consiste na medição da velocidade que a onda ultrassônica leva para

percorrer o corpo de prova, conforme ilustrado na Figura 5. Com esses dados, e os

parâmetros necessários, determina-se o módulo de elasticidade.

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Figura 5: Ensaio de módulo de elasticidade dinâmico - aparelho de ultrassom.

Absorção

Este ensaio consiste em deixar a amostra (bloco e corpos de prova) submersa

em água por um período de 24 horas para obtenção da sua massa saturada (Msat)

e, em seguida, coloca-se a amostra em estufa a temperatura de 105-110oC, também

pelo período de 24h, para obtenção de sua massa seca (Ms). Sua determinação é

então finalizada através da Equação 1.

(%) 100Ms

Ms -Msat Ab (A) Equação 1.

3 RESULTADOS E DISCUSSÕES

Para verificação das propriedades físicas e mecânicas, realizaram-se os

ensaios de resistência à compressão, massa específica, seca e aparente, absorção

e módulo de elasticidade dinâmico, além dos outros ensaios regidos pela NBR 6136

(7), que indica os requisitos para um material ser caracterizado como bloco vazado

de concreto simples para alvenaria.

A pesquisa ainda está em andamento, portanto os resultados apresentados

neste artigo se resume aos traços de referência(TR), com adição de 10%(T10) e

15%(T15) de vidro em relação a massa total.

Quanto ao ensaio de resistência a compressão axial (Figura 6), verificou-se

que o traço de referência apresentou maior resistência quando comparado aos

traços T10 e T15, porém o T15 apresentou maior resistência quando comparado ao

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T10, isto se deu devido ao grau de compacidade dos cp’s ensaiados, visto que os

resultados de massa específica (M.E) seca e aparente, e absorção apresentados na

tabela 2 abaixo, mostram que o T15 obteve resultados superiores ao T10 em relação

as massas específicas, ou seja, estava mais compactado, consequentemente, havia

menos vazios no corpo de prova, contribuindo assim para uma maior resistência a

compressão axial, e quanto a absorção o T10 apresentou um valor maior quando

comparado ao T15, isto é, haviam mais vazios nos cp’s ensaiados, por

consequência mostrou-se menos resistente. A divergência entre os resultados de

resistência do bloco em relação ao cp do mesmo traço foram insignificantes.

Tabela 3: Resultados dos ensaio de Massa específica seca e aparente, e absorção.

Ensaios T10 T15

M.E Seca 1800 Kg/m³ 1930 kg/m³

M.E Aparente 1840 kg/m³ 1950 kg/m³

Absorção 11,38 % 5,7 %

Figura 6: Resistência à compressão aos 28 dias de cura.

O ensaio de módulo de elasticidade dinâmico analisou o grau de compacidade

do concreto, com propósito de avaliar a sua porosidade, pois quanto maior a

porosidade do material menor o seu módulo de elasticidade dinâmico. Portanto,

devido a porosidade ser inversamente proporcional a massa especifica, e no

concreto, a relação entre resistência e módulo de elasticidade provém do fato de que

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ambos são acometidos pela porosidade, mesmo que não sejam em mesmo grau,

tendo em vista os resultados obtidos na tabela 2, já era esperado que o T15

apresentasse maior módulo de elasticidade dinâmico do que o T10 (Figura 7).

Figura 7: Módulo de elasticidade dinâmico aos 28 dias de cura.

Devido a essa relação entre porosidade e os ensaios de resistência e módulo

de elasticidade, neste caso, o módulo de elasticidade se mostrou diretamente

proporcional a resistência a compressão axial (Figura 8).

Figura 8: Comparação dos resultados entre ensaio de resistência a compressão e módulo de

elasticidade dinâmico.

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Conforme visto acima, verificou-se que o traço com adição de 15% de vidro em

relação a massa total, apresentou resistência superior a exigida pela norma

6136:2014 que apresenta os requisitos de um bloco vazado de concreto simples

para alvenaria, onde para blocos de vedação sem função estrutural determina

resistência a compressão axial mínima de 3 MPa, e a resistência apresentada pelo

T15 foi de 4,7 MPa, satisfazendo a exigência normativa. Dentre os outros ensaio

pedidos como análise dimensional, área líquida, e retração linear por secagem,

todos apresentaram resultados inerentes aos exigidos pela norma.

Este trabalho continua em desenvolvimento para verificar as propriedades

físicas e mecânicas, dos traços com 5 e 20% de adição de vidro em relação a massa

total, porém com os resultados já alcançados, pode-se concluir que a produção de

blocos não estruturais com adição de vidro temperado, dando uma destinação

adequada a um resíduo bastante inerente a construção civil, é bastante válida, e

gera uma diminuição no impacto ambiental causado pela extração dos materiais

necessários para confecção do bloco, visto que o vidro entra como substituinte de

parte de alguns desses materiais.

5 REFERÊNCIAS

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6136: Blocos vazados

de concreto simples para alvenaria – Requisitos. Rio de Janeiro, 2014. 10 p.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12118: Blocos

vazados de concreto simples para alvenaria — Métodos de ensaio. Rio de

Janeiro, 2014. 14 p.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15630: Argamassa

para assentamento e revestimento de paredes e tetos – Determinação do

módulo de elasticidade dinâmico através da propagação de onda ultra-sônica.

Rio de Janeiro, 2014. 4 p.

BONIFÁCIO, J. S. R.; GODINHO, D. S. S. Estudo do efeito das fibras de vidro e

polipropileno nas propriedades mecânicas do concreto. Universidade do

Estremo Sul Catarinense. Santa Catarina, 2014.

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4 CONCLUSÃO

CAMILO, M.G.D. Análise da utilização de chapas e placas industrializadas nas

vedações verticais internas em construções residenciais na região sul do

Brasil. Dissertação (Mestrado). Universidade de Santa Catarina. Florianópolis, 2010.

CÉSAR, S.F. Chapas de madeira para vedação vertical de edificações

produzidas industrialmente. Tese (Doutorado), Universidade Federal de Santa

Catarina. Florianópolis, 2002.

COTA, F. P. Efeito da incorporação de resíduos vítreos nas propriedades

físico-mecânicas de compósitos cimentícios. Dissertação (Mestrado).

Universidade Federal de São João Del-Rei. Minas Gerais, 2013.

JOHN, V. M.; AGOPYAN, V. Reciclagem de resíduos da construção. In:

SEMINÁRIO RECICLAGEM DE RESÍDUOS DOMICILIARES. São Paulo, 2003.

SANTOS, M. André [et al]. Análise do módulo de elasticidade estático e

dinâmico para diferentes dosagens de concreto. in: IBRACON, 55º. Gramado.

2013, 1-13.

ABSTRACT

The construction sector is one of the branches of industry that generates more

waste. However, it is also what most reuses these residues in the composition of new

products. With the growing body of research on the use of alternative materials,

aiming to give a prime destination to some waste generated within the construction,

tempered glass has been presented as such a waste for having granular and

resistant form, with generally inert properties and chemically compatible with the

concrete composition. Therefore, this study aims to assess the technical feasibility of

concrete hollow blocks with added glass as artificial aggregate. Among the results

obtained, it was found compressive strength compatible with the required by

standard for the cast concrete block without structural function, to 4.7 MPa with 15%

glass addition in relation to the total mass, replacing the aggregate kid used.

KEY - WORDS: Tempered glass, hollow block, resistance to compression.

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